{"id":14334,"date":"2020-11-01T09:01:23","date_gmt":"2020-11-01T08:01:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/?p=14334"},"modified":"2024-11-14T15:12:10","modified_gmt":"2024-11-14T14:12:10","slug":"storage-grundlagen-das-san-und-nas-im-ueberblick","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/expertentipps\/storage-grundlagen-das-san-und-nas-im-ueberblick\/","title":{"rendered":"Storage-Grundlagen: DAS, SAN und NAS im \u00dcberblick"},"content":{"rendered":"\n

Das Datenaufkommen w\u00e4chst seit Jahren exponentiell \u2013 dadurch erh\u00f6ht sich der Storage-Bedarf um ein Vielfaches. Aus diesem Grund wird eine passende Speicher-L\u00f6sung f\u00fcr Unternehmen immer wichtiger. In unserem neuen TKmag-Artikel zum Thema Storage-Grundlagen gehen wir auf die verschiedenen Storage-Arten DAS, SAN und NAS ein. Wir zeigen die St\u00e4rken und Schw\u00e4chen der L\u00f6sungen auf, stellen Ihnen die jeweiligen Einsatzgebiete vor und verbinden diese Informationen mit praktischen Hardware-Beispielen.<\/strong><\/p>\n\n\nD<\/span>\n\n\n\n

ie Datenmengen in Unternehmen steigen immer weiter. Umso schwieriger wird es f\u00fcr die IT-Administration, eine Storage-L\u00f6sung auszuw\u00e4hlen, die alle Anforderungen abdeckt. Zahlreiche Fachbegriffe und Werbe-Ausdr\u00fccke erschweren die Suche nach der passenden Speicher-L\u00f6sung zus\u00e4tzlich. Wir zeigen Ihnen daher, welche Storage-Art f\u00fcr welches Einsatzgebiet geeignet ist. Au\u00dferdem gehen wir auf die St\u00e4rken und Schw\u00e4chen der unterschiedlichen Optionen ein. Dadurch k\u00f6nnen Sie R\u00fcckschl\u00fcsse f\u00fcr Ihr Projekt ziehen und einfacher ein geeignetes System f\u00fcr Ihr Vorhaben finden.<\/p>\n\n\n\n

Einen kompakten \u00dcberblick \u00fcber DAS, SAN und NAS bietet auch unser Podcast zum Thema:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Direct Attached Storage (DAS) f\u00fcr hohe Performance<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Als kosteng\u00fcnstiger Einstieg in den Storage-Bereich eignet sich das sogenannte Direct Attached Storage (DAS)<\/strong><\/a>. Hier wird der Speicher durch eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung (Serial Attached SCSI \/ SAS<\/a>)<\/strong> direkt an den jeweiligen Server angeschlossen.<\/p>\n\n\n\n

Dank Direct Attached Storage minimiert sich der Hardware-Aufwand f\u00fcr das\nUnternehmen: Es sind keine zus\u00e4tzlichen Switches oder Verwaltungseinheiten\nneben dem Server n\u00f6tig. Au\u00dferdem f\u00e4llt kein zus\u00e4tzlicher Protokoll-Stack an.\nDeshalb ist diese Speicher-Option vor allem konzeptionell \u00e4u\u00dferst performant:\nKein Protokoll-Overhead und geringe Laufzeiten bzw. Latenzen sind kennzeichnend\nf\u00fcr DAS.<\/p>\n\n\n\n

Diesen Vorteilen stehen aber auch einige Schw\u00e4chen gegen\u00fcber: Direct\nAttached Storage bietet nur eine eingeschr\u00e4nkte Skalierbarkeit hinsichtlich der\nKapazit\u00e4t \u2013 nur Scale-Up ist m\u00f6glich. Zudem kann DAS nur in geringer Entfernung\nzum Host angebracht werden, was gerade bei r\u00e4umlich sehr beschr\u00e4nkten\nM\u00f6glichkeiten zum Problem werden kann: Bei einer SAS-Verbindung sind maximal\nzehn Meter Abstand zum Server m\u00f6glich. <\/p>\n\n\n

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Die verschiedenen Storage-Ans\u00e4tze im \u00dcberblick<\/strong><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Hardware f\u00fcr Direct Attached Storage<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Direct Attached Storage empfiehlt sich vor allem bei hohen Anforderungen an\ndie Performance, daher l\u00e4sst es sich f\u00fcr Tier 0 oder Tier 1 Storage wie\nDatenbankanwendungen oder Caching nutzen. Wenn das Unternehmen keine hohe\nSkalierbarkeit einfordert und nur ein kleines Budget zur Verf\u00fcgung hat, ist\nDirect Attached Storage damit die Speicher-L\u00f6sung der Wahl.<\/p>\n\n\n\n

Hardwareseitig handelt es sich bei DAS beispielsweise um JBODs<\/strong> <\/a>bzw. JBOFs, die auch als Expansion Units oder Shelves bekannt sind. Sie ben\u00f6tigen eine intelligente Kontrolleinheit wie Server, Heads oder Nodes, da sie ohne diese zugeheh\u00f6rige intelligente Hardware nicht lauff\u00e4hig sind. Andererseits z\u00e4hlen auch RAID-Systeme wie die NetApp E2800 Series<\/strong><\/a> zu Direct Attached Storage. Serverseitig ist dabei keine zus\u00e4tzliche Intelligenz mehr n\u00f6tig, sondern lediglich ein HBA, da das RAID-System sich selbst verwaltet.<\/p>\n\n\n\n

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St\u00e4rken und Schw\u00e4chen von DAS<\/strong>
+ Niedriger Hardware-Aufwand
\n+ Niedrige Kosten
\n+ Kein zus\u00e4tzlicher Protokollstack
\n+ Konzeptionell sehr performant
\n– Exlusiv an einem Host
\n– Eingeschr\u00e4nkte Skalierbarkeit in der Kapazit\u00e4t
\n– Eingeschr\u00e4nkte Entfernung vom Host zum Storage\n<\/div>\n\n\n\n

Storage Area Network (SAN) als DAS-Erweiterung<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Eine Alternative zu Direct Attached\nStorage ist das sogenannte Storage\nArea Network (SAN)<\/strong><\/a>. Mittlerweile wird ein Anschluss meist\n\u00fcber Fibre Channel vorgenommen, obwohl auch Infiniband m\u00f6glich ist. Bei dieser\nStorage-Variante greifen die Clients daher per Ethernet auf die Server zu. Diese\nverf\u00fcgen wiederum \u00fcber eine eigene Fibre-Channel-Infrastruktur, die analog zur\nEthernet-Struktur aufgebaut ist. Im Klartext bedeutet das: Analog zum\nNetzwerk-Interface-Controller wird ein Fibre-Channel-HBA verwendet, analog zum\nNetzwerk-Switch ein Fibre-Channel-Switch. Dadurch ist ein Anschluss mehrerer\nStorage-Systeme m\u00f6glich. Ein Server kann einfach auf mehrere Storage-Systeme\nzugreifen, was eine relativ gute Skalierbarkeit \u2013 auch in der Breite \u2013\nerm\u00f6glicht.<\/p>\n\n\n\n

Neben dieser St\u00e4rke sind auch die hohen Transferraten im SAN zu nennen. Diese entsprechen dank Glasfaser-\u00dcbertragung und Fibre-Channel-Protokoll mit geringem Overhead in etwa denen eines DAS. Im Gegensatz zu Direct Attached Storage lassen sich mit einem Storage Area Network allerdings gr\u00f6\u00dfere Distanzen \u00fcberwinden. Zudem vereinfacht ein SAN teilweise die Administration des Storage, da nur noch eine zentrale Stelle verwaltet werden muss. Andererseits kommt aber eine zus\u00e4tzliche Infrastruktur-Ebene hinzu, die ebenfalls Administrationsaufwand erfordert. Als weitere Schw\u00e4che ist au\u00dferdem die durchaus komplizierte Konfiguration zu nennen. Diese erh\u00f6ht den Verwaltungsaufwand gerade zu Anfang erheblich. Hier m\u00fcssen die Administratoren meist einen eigenen Kommandosatz erlernen, weshalb einiges an Wissen n\u00f6tig ist, bevor ein SAN kosten- und zeitsparend eingesetzt werden kann. <\/p>\n\n\n\n

M\u00f6gliche Hardware f\u00fcr den Aufbau eines Storage Area Networks ist beispielsweise die NetApp E-Serie<\/strong><\/a>. Diese ist auf hohe Flexibilit\u00e4t und Performance ausgelegt und dadurch ideal f\u00fcr die Verwaltung gro\u00dfer Datenmengen. Auch L\u00f6sungen auf Basis von Open-E<\/strong><\/a> kommen f\u00fcr SAN in Frage, da sie unter anderem auch Fibre Channel unterst\u00fctzen. Diese werden meist jedoch nur auf Anfrage angeboten, da sie zus\u00e4tzliche Pr\u00fcfungen hinsichtlich der Kompatibilit\u00e4t erfordern.<\/p>\n\n\n\n

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Was bedeuten die Tier-Level?<\/strong>
Im hierarchischen Speicher-Management (HSM) spiegelt der Tier-Level die Performance und Geschwindigkeit der verwendeten Technologie wider. Die Levels bewegen sich von Tier 0 (NVMe\/SSD) \u00fcber Tier 1 (SAS) und Tier 2 (SATA) bis zu Tier 3 (Band\/LTO). Als Faustregel gilt hier: Je niedriger der Tier-Level, desto schneller und leistungsf\u00e4higer das System.<\/strong><\/div>\n\n\n\n

Keine verl\u00e4sslichen Standards<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Obwohl ein Storage Area Network eine Speicher-Konsolidierung und dadurch\ndie Minimierung des \u00fcbersch\u00fcssigen Speichers auf dem Server erm\u00f6glicht, sind\ndie Hardware-Komponenten wie Transceiver-Module sowie Fibre-Channel-HBAs und\n\u2013Switches deutlich hochpreisiger als bei Direct Attached Storage. Die\nIT-Administration des jeweiligen Unternehmens muss daher abw\u00e4gen, ob ein SAN\ntats\u00e4chlich lohnenswert f\u00fcr das geplante Vorhaben ist.<\/p>\n\n\n\n

Ein weiteres Problem: Es gibt keine verl\u00e4sslichen Standards f\u00fcr SAN. Viele\nHersteller machen hier ihr eigenes Ding, weshalb Komponenten nicht immer\nkompatibel zu denen anderer Hersteller sind. Das hat sich im Vergleich zu\nfr\u00fcher zwar erheblich verbessert, ein Garant f\u00fcr Interoperabilit\u00e4t besteht aber\ndennoch nicht.<\/p>\n\n\n\n

\u00c4hnliche Einsatzgebiete wie DAS<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

In den Einsatzgebieten \u00e4hneln sich SAN und DAS recht stark, da beide Storage-Varianten eine \u00e4hnlich hohe Performance aufweisen. Damit ist ein Storage Area Network f\u00fcr die Tier 0 und die Tier 1 Ebene verwendbar. Existiert bereits eine bestehende SAN-Infrastruktur, kann ein SAN aber auch problemlos f\u00fcr Tier 2 oder Tier 3 eingesetzt werden. Datenbank-Anwendungen, Storage-Konsolidierung und die Zentralisierung von Storage w\u00e4ren typische Einsatzgebiete. Letzteres ist gerade bei Cluster-Systemen und Virtualisierung besonders empfehlenswert.<\/p>\n\n\n\n

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St\u00e4rken und Schw\u00e4chen von SAN<\/strong>
+ Direkte Erreichbarkeit aller Komponenten untereinander
\n+ Hohe Transferraten
\n+ Gr\u00f6\u00dfere Distanzen m\u00f6glich als bei DAS
\n+ Kosteneinsparungen durch Speicherkonsolidierung
\n+ Einfachere Administration durch Zentralisierung
\n– Weitere dedizierte Infrastrukturebene f\u00fcr Storage
\n– Probleme mit der Interoperabilit\u00e4t
\n– Hochpreisige Hardware-Komponenten
\n– Komplizierte Konfiguration\n<\/div>\n\n\n\n

Unified Systeme dank Network Attached Storage (NAS)<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die letzte Storage-L\u00f6sung, die wir Ihnen\nin diesem Artikel vorstellen m\u00f6chten, ist Network\nAttached Storage (NAS)<\/strong><\/a>. Hierbei handelt es sich um Storage,\ndas via Ethernet-Switch an die bestehende IT-Infrastruktur angeschlossen wird.\nEiner der Vorteile von Network Attached Storage liegt eben in dieser einfachen\nAnbindung an das bestehende Netz bzw. an die jeweiligen Clients. Das NAS wird\ndabei \u00fcber Standard-Interfaces f\u00fcr Netzwerk-Controller angeschlossen. Das\numfasst beispielsweise RJ45, SFP+,SFP28, QSFP+ oder QSFP28. Gerade bei 1 Gbit\/s\nEthernet, aber auch bei 10 Gbit\/s, kann sich hier je nach Anwendungsfall und\nden eingesetzten Datentr\u00e4gern (Flash oder HDD) ein m\u00f6glicher Flaschenhals\nergeben. Dies sollte vor der Implementierung abgekl\u00e4rt werden.<\/p>\n\n\n\n

Im Gegensatz zu Direct Attached Storage wird bei Anschluss eines NAS ein\nUmweg \u00fcber den Ethernet-Switch gegangen, was letztlich zu einer hohen Belastung\ndes vorhandenen LANs f\u00fchrt. Das darunterliegende TCP\/IP-Protokoll ist dar\u00fcber\nhinaus nicht f\u00fcr Storage-Traffic optimiert, da ein relativ gro\u00dfer\nProtokoll-Overhead entsteht. F\u00fcr beide Probleme gibt es allerdings L\u00f6sungen:\nDas Protokoll kann durch die Verwendung von Jumbo-Frames (MTU 9000) optimiert,\ndie hohe Belastung des LANs durch ein dediziertes Storage-Netz mit hoher\nBandbreite von 10 Gbit\/s oder mehr abgeschw\u00e4cht werden.<\/p>\n\n\n\n

Diesen Nachteilen gegen\u00fcber stehen zahlreiche Vorteile wie der\nkonkurrierende Zugriff mehrerer Clients: Dank Networking-Filesystem (SMB\/CIFS,\nNFS) ist dies einfach m\u00f6glich. Die Kompatibilit\u00e4t und Operabilit\u00e4t von Network\nAttached Storage ist dank einheitlicher Standards gew\u00e4hrleistet. Dar\u00fcber\nhinaus stellt ein LAN ab 10 Gbit\/s im Realbetrieb mittlerweile eine Alternative\nzu FC-SAN dar, da sich hiermit bereits eine relativ gute Performance erreichen\nl\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n

Trend zu NAS erkennbar<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Network Attached Storage ist tendenziell f\u00fcr einen Einsatz bei Tier 2 und\nTier 3 Storage wie Produktiv- und Inhaltsdaten sowie Archiv-Daten und Backups\nvorgesehen. Gerade bei Streaming oder Video-Surveillance ist diese\nStorage-Variante pr\u00e4destiniert.<\/p>\n\n\n\n

Durch einen Anschluss von Flash-Systemen wird mittlerweile auch eine h\u00f6here\nPerformance m\u00f6glich: Teilweise ist NAS daher auch f\u00fcr Tier 0 oder Tier 1\nAnwendungen geeignet, etwa durch L\u00f6sungen, die auf Open-E<\/strong><\/a> basieren. Viele\nNAS-Systeme bieten auch blockbasierten Speicher an, der zum Teil \u00fcber Ethernet\noder Unified-Storage umgesetzt wird.<\/p>\n\n\n\n

Der tendenzielle Trend im Storage-Bereich geht hin zu Network Attached\nStorage.<\/p>\n\n\n\n

Software Defined Storage (SDS) und NAS<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Verschiedene Hersteller bieten Systeme f\u00fcr NAS an. Die bekanntesten darunter sind wohl NetApp und Synology. Bei NetApp ist hier haupts\u00e4chlich die FAS-Series<\/strong><\/a> erw\u00e4hnenswert, die sowohl block- als auch dateibasierten Speicher bietet. NetApp offeriert damit effiziente Speichernutzung und gute Skalierbarkeit ohne Unterbrechungen. Synology L\u00f6sungen eigenen sich hingegen optimal f\u00fcr kleine mittelst\u00e4ndische Firmen, da die Datenverwaltung vereinfacht und der Datenschutz zentralisiert wird.<\/p>\n\n\n\n

Auch Software Defined Storage L\u00f6sungen wie Open-E JovianDSS<\/strong><\/a> fallen in den Bereich Network Attached Storage, ebenso wie bspw. auch andere Ceph-L\u00f6sungen<\/a><\/strong><\/a><\/a>.<\/p>\n\n\n\n

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St\u00e4rken und Schw\u00e4chen von NAS<\/strong>
+ Einfache Anbindung an bestehendes Netz
\n+ Mit dediziertem 10 Gbit\/s LAN im Realbetrieb durch Alternative zu FC-SAN
\n+ Einfache Anbindung an Clients
\n+ Einfacher konkurrierender Zugriff mehrerer Clients dank Networking-Filesystem
\n+ Kompatibilit\u00e4t und Operabilit\u00e4t gew\u00e4hrleistet
\n– Darunter liegendes TCP\/IP-Protokoll nicht f\u00fcr Storage-Traffic optimiert
\n– Zus\u00e4tzlich hohe Belastung des vorhandenen LAN\n<\/div>\n\n\n\n

Ausblick: So geht es mit Storage zuk\u00fcnftig weiter<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Bis zum Jahr 2025 wird  nach\neiner Studie von IDC<\/strong><\/a> ein Daten-Wachstum auf rund 175 Zettabytes\nerwartet \u2013 eine enorme Menge, die Storage-L\u00f6sungen in Zukunft immer wichtiger\nmacht. Speicher m\u00fcssen gerade in Unternehmen flexibel mitwachsen k\u00f6nnen, um\ndiese riesigen Datenberge schnell und zuverl\u00e4ssig verarbeiten zu k\u00f6nnen.\nDadurch gewinnt Software\nDefined Storage<\/strong><\/a> auf kosteng\u00fcnstiger Server-Hardware immer mehr\nan Bedeutung. Entsprechenden Software-Produkte garantieren Verf\u00fcgbarkeit,\nPerformance und Skalierbarkeit, weshalb viele IT-Administratoren mittlerweile\ngern auf diese L\u00f6sung zur\u00fcckgreifen.<\/p>\n\n\n\n

Dieser Artikel basiert auf dem Webinar unseres Sprechers Thomas Muggendobler. <\/strong>
Hier k\u00f6nnen Sie die Aufzeichnung in voller L\u00e4nge abrufen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n